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Articulo de referencia

cloruro de uranio(III)

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El cloruro de uranio(III) , UCl₃ , es una sal de uranio soluble en agua. Se utiliza principalmente para reprocesar combustible nuclear gastado. El cloruro de uranio(III) se sintetiza de diversas maneras a partir del cloruro de uranio(IV) ; sin embargo, el UCl₃ es menos estable que el UCl₄ .

Preparación

Existen dos maneras de sintetizar cloruro de uranio(III). Los siguientes procesos describen cómo producir cloruro de uranio(III).

(1) En una mezcla de NaCl-KCl a 670–710  °C, agregar tetracloruro de uranio con metal de uranio.

3 UCl 4 + U → 4UCl 3 [ 1 ]

(2) Calentar cloruro de uranio(IV) en gas hidrógeno.

2 UCl 4 + H 2 → 2UCl 3 + 2 HCl [ 2 ]

Propiedades

En el cloruro de uranio(III) sólido, cada átomo de uranio tiene nueve átomos de cloro como vecinos cercanos, aproximadamente a la misma distancia, en una configuración prismática trigonal tricapsulada. [ 3 ]

El cloruro de uranio(III) es un sólido cristalino verde a temperatura ambiente. El UCl₃ se funde a 837  °C y hierve a 1657  °C. El cloruro de uranio(III) tiene una densidad de 5500  kg/m³ o 5500 g/ cm³ .

Su composición en peso:

Cloro: 30,84%
Uranio: 69,16%

Sus estados oxidativos formales:

Cloro: -1
Uranio: +3

Esta sal es muy soluble en agua y también muy higroscópica . El UCl₃ es más estable en una solución de ácido clorhídrico . [ 4 ]

Usos

Reactivo

El cloruro de uranio(III) se utiliza en reacciones con tetrahidrofurano (THF) y metilciclopentadieno de sodio para preparar diversos complejos metalocénicos de uranio. [ 5 ]

Catalizador

El cloruro de uranio(III) se utiliza como catalizador durante las reacciones entre el hidruro de litio y aluminio (LiAlH₄ ) y las olefinas para producir compuestos de aluminato de alquilo. [ 6 ]

Forma fundida

El cloruro de uranio(III) fundido es un componente importante del combustible nuclear líquido utilizado en reactores de sales fundidas . La dispersión de neutrones y los estudios computacionales señalan la presencia de un entorno de enlace heterogéneo inusual alrededor del U(III) a altas temperaturas, con subcapas de coordinación internas y externas distintas. [ 7 ] La forma fundida del cloruro de uranio(III) también es un compuesto típico en procesos piroquímicos, ya que es importante en el reprocesamiento de combustibles nucleares gastados . [ 8 ] El UCl 3 es generalmente la forma que adopta el uranio como combustible gastado en los procesos de electrorefinación. [ 8 ] [ 9 ]

Hidratos

Existen tres hidratos de cloruro de uranio(III):

  1. UCl 3 . 2H 2 O . 2CH 3 CN
  2. UCl 3 . 6H 2 O
  3. UCl 3 . 7H 2 O

Cada uno se sintetiza mediante la reducción de cloruro de uranio(IV) en cianuro de metilo ( acetonitrilo ), con cantidades específicas de agua y ácido propiónico . [ 10 ]

Precauciones

Si bien no existen datos a largo plazo sobre los efectos tóxicos del UCl 3 , es importante minimizar la exposición a este compuesto siempre que sea posible.

Al igual que otros compuestos de uranio solubles en agua, es probable que el UCl₃ se absorba en la sangre a través de los alvéolos pulmonares pocos días después de la exposición. La exposición al cloruro de uranio(III) provoca toxicidad en el sistema renal . [ 11 ]

Referencias

  1. ^ Serrano, K.; Taxil, P.; Dugné, O.; Bouvet, S.; Puech, EJ Nucl. Madre. 2000, 282, 137–145.
  2. ↑ Remsen, Ira. Química inorgánica. Nueva York: Henry Holt and Company, 1890.
  3. ↑ Wells AF (1984) Química inorgánica estructural, 5.ª edición, Oxford Science Publications ISBN 0-19-855370-6
  4. ↑ Comey, Arthur M.; Hahn, Dorothy A. Diccionario de solubilidades químicas: inorgánicas. Nueva York: The MacMillan Company, 1921.
  5. ↑ Brenna, JG; Anderson, RA; Zalkin, A. Química Inorgánica. 1986, 25, 1756–1760.
  6. ^ Le Maréchal, JF; Efritijine, M.; Folcher, GJ Organomet. Química. 1986, 309, C1-C3.
  7. ↑Dmitry S. Maltsev, Darren M. Driscoll, Yuanpeng Zhang, Joerg C. Neuefeind, Benjamin Reinhart, Can Agca, Debmalya Ray, Phillip W. Halstenberg, Mina Aziziha, Juliano Schorne-Pinto, Theodore M. Besmann, Vyacheslav S. Bryantsev, Sheng Dai, Santanu Roy, and Alexander S. Ivanov. Journal of the American Chemical Society 2024 146 (31), 21220-21224.DOI:10.1021/jacs.4c05765. https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/jacs.4c05765
  8. 12Okamoto, Y.; Madden, P.; Minato, K. J. Nucl. Mater. 2005, 344, 109–114.
  9. ↑Okamoto, Y.; Kobayashi, F.; Ogawa, T. J. Alloys Compd. 1998, 271, 355–358.
  10. ↑Mech, A.; Karbowick, M.; Lis, T. Polyhedron. 2006, 25, 2083–2092.
  11. ↑Bertell, Rosalie. "Gulf War Veterans and Depleted Uranium." May 1999. Available: http://ccnr.org/du_hague.html
  • Uranium(III) chloride information at Webelements
  • Uranium(III) chloride International Bio-Analytical Industries, Inc.
  • Depleted Uranium: All the Questions about DU and Gulf War Syndrome are Not Yet Answered